全國目前約有78%的城鎮河段不適宜作為飲用水源，50%的城鎮地下水受到污染，在缺水的城鎮中60%~70%是水質(zhì)型缺水，飲水安全保障程度低。造成水污染的主要原因是生活污染加劇、工業(yè)污染向農村轉移、面源污染加重。
隨著(zhù)供水需求量的增加，“新國標”對水質(zhì)要求提高，因此，提高凈水技術(shù)，改造供水工藝和設施是污水廠(chǎng)老設備所面臨的挑戰。然而，污水處理能力升級，不僅僅是提高去除污染物的能力，而是改變新思路，更應該在節能、資源回收、環(huán)境友好方向上發(fā)展。

傳統的A20法(厭氧-缺氧-好氧法)、氧化溝法或者SBR法(序批式活性污泥法)在污水處理上發(fā)揮了重要作用。同時(shí)，一些新技術(shù)比如雙膜法、源分離技術(shù)、厭氧氨氧化技術(shù)等都在概念上和工藝上對傳統的活性污泥法提出了挑戰。
新式的污水處理廠(chǎng)在美國和新加坡早已實(shí)行，上世紀60年代，美國提出具有超前思維的“21世紀水廠(chǎng)”概念，將污水處理標準提升至飲用水級別，對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠影響；新加坡開(kāi)發(fā)了Newwater工藝，通過(guò)傳統的生物處理加雙膜法，實(shí)現了從污水到飲用水的深度回用，帶動(dòng)了新加坡水業(yè)的跨躍式發(fā)展，使其一躍成為世界性水務(wù)中心。

新式污水處理廠(chǎng)與傳統污水處理廠(chǎng)的不同，在于更強調對污染物的削減作用，同時(shí)統籌考慮資源回收、能量轉化、有害有毒污染物去除。污水中潛在的能量是處理它所需要能量的10倍，如果能將這些潛在能量加以利用，市場(chǎng)前景將十分巨大。轉向新的理念，使物質(zhì)能夠資源化、能源能夠自給，這是污水處理發(fā)展的必由之路

美國城鎮污水處理電耗占全社會(huì )總電耗的3%，以色列為10%，中國城鎮污水處理電耗已突破100億kWh。全球每日產(chǎn)生的污水潛能相當于1億噸標準燃油的能量。一些地區部分污水處理廠(chǎng)能源自給率可達到60%以上，甚至完全自給。奧地利Strass城市污水處理廠(chǎng)，采用A/B兩段生物處理法，處理規模為25000m3/d，1996年就達到能量自給率49%，2006年就達到108%。
從國際經(jīng)驗來(lái)看，中國是世界上唯一一個(gè)10年內污水處理量翻番的大國。10年后我國的污水處理量將與美國污水處理能力相當。如果達到同樣的處理量和現有水質(zhì)的話(huà)，使用的電能又將是多少？如此巨大的電能消耗將給環(huán)境、資源造成巨大的負擔。實(shí)現能量、水、營(yíng)養物回收可以構成三位一體的發(fā)展模式，這樣可以回收和節省大量能源和資源。新式污水處理廠(chǎng)要合理利用有機物富含的碳源，建立新工藝、新技術(shù)、新裝備以及創(chuàng )新運營(yíng)方式來(lái)實(shí)現能源自給。

中國的污水處理概念廠(chǎng)有4方面的追求，即追求水資源可持續循環(huán)利用、追求提高能源自給率、追求物質(zhì)合理循環(huán)、追求環(huán)境友好。而這4個(gè)追求也影響到概念廠(chǎng)核心技術(shù)的應用。

哪些技術(shù)在污水處理概念廠(chǎng)的建設中是核心技術(shù)？新式污水處理廠(chǎng)的建設應該是系統集成，是概念、技術(shù)、管理、運行、控制的集成，因此，智能化在概念廠(chǎng)的建設過(guò)程中尤為重要。同時(shí)，能量轉化、資源回收和水質(zhì)保障技術(shù)將是廠(chǎng)建設的核心技術(shù)。

新式污水處理廠(chǎng)對技術(shù)設備都提出了更高的要求，預計其建設費用應該至少是現在一般污水處理廠(chǎng)的1.5倍左右。但是如果能做到能源自給自足、運行控制能耗良好，則運行費用一定會(huì )低于現在的污水處理廠(chǎng)。